JP4965929B2 - Image forming apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関し、特に、カラー複写機やカラーレーザープリンタなどの画像形成装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a control method thereof, and more particularly to an image forming apparatus such as a color copying machine and a color laser printer and a control method thereof.
従来より、タンデムタイプの画像形成装置が知られている。例えば、図12に示すように、タンデムタイプの画像形成装置201は、転写材202を担持搬送する転写ベルト205の転写材担持面に沿ってイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックBk用のカートリッジ214〜217がタンデム状に配置されている。その上方には各カートリッジ214〜217に対応して光学ユニット218〜221が設けられている。さらに、各カートリッジ214〜217の像担持体である感光ドラム206〜209に対応し転写ベルト205を挟んで転写ローラ210〜213が配置されている。
Conventionally, a tandem type image forming apparatus is known. For example, as shown in FIG. 12, the tandem type
上記構成において、まず、用紙カセット202からバックアップローラ203及び給紙・搬送ローラ229によって転写ベルト205に転写材202給紙される。次に、給紙された転写材202上に、公知の電子写真プロセスを経てイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が重ねて転写され、定着ユニット222によってトナー画像を定着させ、排紙センサ224及び紙パス223を介して機外に排紙される。
In the above configuration, first, the
また、転写材の裏面にもトナー画像を形成する際には、定着ユニット222を出た後、もう一方の紙パス225を介して再度転写ベルト205に搬送され、同様の工程をへて裏面にも画像が形成される。
When a toner image is also formed on the back surface of the transfer material, after exiting the
なお、転写ベルト205は、転写ベルト駆動ローラ204により回転駆動される。
The
また、各色の光学ユニット218〜221は、各感光ドラム206〜209の表面をレーザビームL1〜L4によって露光走査して潜像を形成する。これら一連の画像形成動作は搬送される転写材202上の予め決まった位置から画像が転写されるように同期をとって走査制御している。
Further, the
さらに、画像形成装置201は、給紙・搬送ローラ229を駆動する給紙・搬送モータ、及び転写ベルト駆動ローラ204を駆動する転写ベルト駆動モータを備える。また、画像形成装置201は、各色感光ドラム206〜209を駆動する感光ドラム駆動モータ、及び定着ユニット222の定着ローラ222aを駆動する定着駆動モータなどを備える。そして良好な画像を得るため、これらのモータは一定の回転数にて制御されている。
Further, the
このような従来の画像形成装置は、定着ユニットに内蔵されたヒータの温度制御や各駆動モータの発熱によって、画像形成装置内部の温度上昇に伴い転写ベルト駆動ローラが熱膨張を起こし、転写ベルトの速度が速まる場合がある。この場合、各色のトナー画像を転写材の特定位置より重ねて転写する際に、いわゆる色ずれが発生してしまい、画質が著しく劣化するといった問題があった。つまり、感光ドラムや転写ベルト駆動ローラは一定速度で回転制御されているため、熱膨張によって転写ベルト駆動ローラの径が大きくなると転写ベルトの周速が速まってしまうために色ずれが発生してしまう。 In such a conventional image forming apparatus, due to temperature control of the heater built in the fixing unit and heat generation of each drive motor, the transfer belt driving roller undergoes thermal expansion as the temperature inside the image forming apparatus rises, and the transfer belt The speed may increase. In this case, when the toner images of the respective colors are transferred while being overlapped from a specific position of the transfer material, there is a problem that so-called color misregistration occurs and the image quality is remarkably deteriorated. In other words, since the photosensitive drum and the transfer belt drive roller are controlled to rotate at a constant speed, if the diameter of the transfer belt drive roller increases due to thermal expansion, the peripheral speed of the transfer belt increases and color misregistration occurs. End up.
この問題は、色ずれ検出用パターンからなる各色トナー画像(以下「レジスト補正用トナー画像」という。)を転写ベルトに形成し、これをセンサによって読み込むことで各色の相対的な色ずれ量を検出することで解消していた。すなわち、上記検出された色ずれ量に基づき各色のレーザビームによる画像書き出し位置の補正、すなわちレジスト補正を実施していた。 The problem is that each color toner image (hereinafter referred to as a “registration correction toner image”) composed of a color misregistration detection pattern is formed on a transfer belt and is read by a sensor to detect the relative color misregistration amount of each color. It was solved by doing. That is, based on the detected color misregistration amount, the image writing position is corrected by the laser beam of each color, that is, the resist correction is performed.
しかしながら、レジスト補正を実施すると、その補正直後の画像書き出し位置は、一致させることができるが装置内部の温度上昇が大きくなるため、連続印字の際には、徐々に転写ベルトの周速が早まって、ある所定枚数経過後には色ずれ量が大きくなってしまう。 However, when the registration correction is performed, the image writing position immediately after the correction can be matched, but the temperature inside the apparatus increases, so the peripheral speed of the transfer belt gradually increases during continuous printing. After a certain number of sheets have elapsed, the amount of color misregistration increases.
この問題は、一定枚数の印字ごとにレジスト補正を実行すれば解消できるが、レジスト補正を頻繁に実行すればするほど画像形成装置のスループットが低下してしまうという新たな問題が生じる。 This problem can be solved by performing registration correction for every fixed number of prints, but a new problem arises that the more frequently the registration correction is performed, the lower the throughput of the image forming apparatus.
(2)また、レジスト補正では、上述のようにレジスト補正用トナー画像を転写ベルトに形成するため、ユーザにとってはトナーの消費量が増え、経済性が低下する。 (2) Further, in the resist correction, the toner image for registration correction is formed on the transfer belt as described above, so that the amount of toner consumption increases for the user and the economic efficiency decreases.
この問題は、転写ベルトにレジスト補正用トナー画像を形成するのでなく、転写ベルト上に予めレジスト基準マークを設け、その基準マークを各カートリッジに備えられたCCDセンサによって検知することで解消するものが知られている。具体的には、各センサがそのレジスト基準マークを検知したタイミングに基づき画像書き込み位置を補正する(例えば、特許文献1参照)。 This problem can be solved by forming a resist reference mark on the transfer belt in advance and detecting the reference mark by a CCD sensor provided in each cartridge, instead of forming a resist correction toner image on the transfer belt. Are known. Specifically, the image writing position is corrected based on the timing at which each sensor detects the registration reference mark (see, for example, Patent Document 1).
また、上記基準マークを設けることなく、エリアセンサを用いて転写ベルトの表面画像を直接読み取るという従来技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記基準マークを用いた色ズレ補正方法は、予め転写ベルト上に基準マークを設ける必要があり、転写ベルトの製造コストアップや基準マークのスペース確保による装置幅が大きくなるといった問題がある。 However, the color misregistration correction method using the above-described reference mark needs to provide the reference mark on the transfer belt in advance, and there is a problem that the manufacturing width of the transfer belt is increased and the apparatus width is increased due to securing the space for the reference mark.
また、エリアセンサを用いる手法は、エリアセンサの画像情報のサンプリングレートのスペックが制御精度を左右し、所望のベルト駆動制御が遂行されない場合があった。 In the method using the area sensor, the specification of the sampling rate of the image information of the area sensor affects the control accuracy, and the desired belt drive control may not be performed.
本発明の目的は、エリアセンサによる色ズレの補正をサンプリングレートのスペックに依存することなく高精度に行うことができる画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a control method therefor that can correct color misregistration by an area sensor with high accuracy without depending on sampling rate specifications.
上記目的を達成するために、請求項1記載の画像形成装置は、ベルトを介して像担持体上に形成された画像を記録材に転写する画像形成装置において、前記ベルトを移動させるベルト移動手段と、前記ベルト移動手段により移動させられる前記ベルトを照明する照明手段と、前記照明手段により照明された領域の前記ベルトの表面画像を読み取る第1の画像読み取り手段と、前記第1の画像読み取り手段とは別に設けられ、前記照明手段により照明された領域の前記ベルトの表面画像を読み取る第2の画像読み取り手段と、前記第1の画像読み取り手段により読み取られた表面画像を送信させるための第1の信号と、前記第2の画像読み取り手段により読み取られた表面画像を送信させるための第2の信号とを、前記第1の画像読み取り手段及び前記第2の画像読み取り手段のそれぞれに交互に送信する送信手段と、前記第1の画像読み取り手段から送信された表面画像と、前記第2の画像読み取り手段から送信された表面画像とを、所定タイミングずらして出力する出力手段と、前記出力手段により出力された最新の表面画像と、前記最新の表面画像の直前に前記出力手段により出力された表面画像の画像比較処理を行う画像比較処理手段と、前記画像比較処理の結果に基づき前記ベルトの移動速度を検出し、当該検出された前記ベルトの移動速度に基づき前記ベルトの目標移動速度を設定する速度検出・設定手段と、前記速度検出・設定手段により設定された前記ベルトの目標移動速度に基づき前記ベルト移動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
To achieve the above object, the image forming apparatus according to
上記目的を達成するために、請求項6記載の制御方法は、ベルトを介して像担持体上に形成された画像を記録材に転写する画像形成装置の制御方法において、前記ベルトをベルト移動手段により移動させるベルト移動ステップと、前記ベルト移動ステップにおいて移動させられる前記ベルトを照明する照明ステップと、前記照明ステップにおいて照明された領域の前記ベルトの表面画像を第1の読み取り手段で読み取る第1の画像読み取りステップと、前記第1の画像読み取りステップとは別に、前記照明ステップにおいて照明された領域の前記ベルトの表面画像を第2の読み取り手段で読み取る第2の画像読み取りステップと、前記第1の画像読み取りステップにおいて読み取られた表面画像を送信させるための第1の信号と、前記第2の画像読み取りステップにおいて読み取られた表面画像を送信させるための第2の信号とを、前記第1の画像読み取り手段及び前記第2の画像読み取り手段のそれぞれに交互に送信する送信ステップと、前記第1の画像読み取りステップにおいて送信された表面画像と、前記第2の画像読み取りステップにおいて送信された表面画像とを、所定タイミングずらして出力する出力ステップと、前記出力ステップにおいて出力された最新の表面画像と、前記最新の表面画像の直前に前記出力ステップにおいて出力された表面画像の画像比較処理を行う画像比較処理ステップと、前記画像比較処理の結果に基づき前記ベルトの移動速度を検出する速度検出ステップと、前記速度検出ステップにおいて検出された前記ベルトの移動速度に基づき前記ベルトの目標移動速度を設定する速度設定ステップと、前記速度設定ステップにおいて設定された前記ベルトの目標移動速度に基づき前記ベルト移動手段を制御する制御ステップとを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the control method according to
本発明によれば、色ズレの補正を高精度に行うことができる。 According to the present invention, color misregistration can be corrected with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1において、画像形成装置100は、転写材Pを担持搬送する転写材担持体である転写ベルト5と、その転写材担持面に沿ってタンデム状に配置されるイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックBk用のカートリッジ14〜17とを備える。また、画像形成装置100は、各カートリッジ14〜17の上方にこれらと対応するスキャナユニット18〜21が設けられている。さらに、各カートリッジ14〜17の感光ドラム6〜9に対応し転写ベルト5を挟んで転写ローラ10〜13が配置されている。各カートリッジ14〜17は、感光ドラム6〜9の周りに帯電ローラ14a〜17a、現像器14b〜17b、及びクリーナ14c〜17cを備えている。
In FIG. 1, an
転写ベルト5は転写ベルト駆動ローラ27と従動ローラ28に巻回されており、転写ベルト駆動ローラ27の回転に伴って図中矢印方向に移動する。
The
上記構成において、用紙カセット2からピックアップローラ3及び給紙搬送ローラ29によって転写ベルト5に給紙された転写材P上に、公知の電子写真プロセスを経て得られたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像を重ねて転写する。その後、定着ユニット22によってトナー画像を定着させ、排紙センサ24及び紙パス23を介して機外に排紙される。なお、定着ユニット22はヒータを内蔵した定着ローラ22aと加圧ローラ22bとから概略構成されている。
In the above configuration, yellow, magenta, cyan, and black of yellow, magenta, cyan, and black obtained through a known electrophotographic process on the transfer material P that is fed from the
また、転写材Pの裏面にもトナー画像を形成する際には、定着ユニット22を出た後、もう一方の紙パス25を介して再度転写ベルト5に搬送され、同様の工程をへて裏面にもトナー画像が形成される。
When a toner image is also formed on the back surface of the transfer material P, after exiting the
本実施例の画像形成装置は、最下流側のブラック用カートリッジ17及び転写ベルト5の近傍に画像読み取りステップとしての画像センサユニット26を備えている。この画像センサユニット26は、転写ベルト5あるいは転写材Pの表面に光を照射させて、その反射光を集光し結像させて、転写ベルト5上あるいは転写材P上のある特定エリアの表面画像を検出する。
The image forming apparatus of the present embodiment includes an
なお、画像センサユニット26を転写材搬送方向に対し下流方向、つまり定着ユニット22側に配置するのは、転写ベルト駆動ローラ27が最も熱による影響を受けやすいためである。つまり、装置内において転写ベルト駆動ローラ27が最も熱によるローラ径の膨張が著しいので、これに伴う転写ベルト5の周速の変化をいち早く検出するためである。
The
図2は、図1の画像形成装置100内部の回路ブロックを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit block inside the
図2において、画像形成装置100は、DSP(Digital Signal Processor)50、CPU51、感光ドラム6〜9を駆動するドラム駆動モータ52〜55、及び転写ベルト駆動ローラ27を駆動する転写材担持体駆動モータであるベルトモータ56を備える。また、画像形成装置100は、定着ユニット22の定着ローラを駆動する定着ローラ駆動モータ57、画像センサユニット26、及び給紙搬送ローラ29を駆動する給紙モータ62を備える。さらに、画像形成装置100は、給紙モータ62を制御する給紙モータドライバ61、各色スキャナモータユニット63〜66、及び高圧ユニット59を備える。
2, an
ドラム駆動モータ52〜55、ベルトモータ56、給紙モータ62、及び画像センサユニット26はDSP50によって制御され、スキャナモータユニット63〜66、高圧ユニット59、定着ユニット60はCPU51によって制御される。
The
図3は、図2におけるDSP50による各種モータの制御方法を説明するのに用いられる図である。ここで、DSP50が制御するモータには、ドラム駆動モータ52〜55、及びベルトモータ56としてのDCモータ604が含まれる。また、各DCモータ604はDCモータユニット601に内蔵されている。
FIG. 3 is a diagram used for explaining a method of controlling various motors by the
図3において、DCモータユニット601は、三相DCモータ604の他に、制御IC602、及びドライバ603を備えている。また、制御IC602は、プリドライバ605、論理回路606を有している。さらに、制御IC602に接続され、かつ三相DCモータ604に近接して配置された3つのホールセンサ607〜609、及び速度検知用MRセンサ610を備えている。
In FIG. 3, the
DSP50は、モータ起動信号611をDCモータユニット601に送信して起動させた後に速度検知用MRセンサ610からの速度検知信号613を受信する。その後、この受信信号に基づきモータ回転速度を演算し、目標速度となるようPWM信号612を制御する。一方、制御IC602はホールセンサ607〜609によって所望の電流方向となるべく切り換えを行って、PWM信号612に基づきドライバ603で増幅された電流が三相DCモータ604のコイルへ供給される。
The
図4は、図2における画像センサユニット26の配置を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the
図4において、画像センサユニット26は、転写ベルト5に対向するように配置され、照明部材であるLED33、及び画像検知部材としてのCMOSエリアセンサ34a,34bを備える。画像センサユニット26は、LED33の放射光で照らされる図4中の破線で囲まれた同一エリアの表面画像をCMOSエリアセンサ34a,34bの夫々で結像することにより取得する。すなわち、画像センサユニット26は転写ベルト5上の同一エリアの表面画像を同時に2つ取得することができる。
In FIG. 4, the
図5は、図4における転写ベルト5の表面画像を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a surface image of the
図5において、画像センサユニット26が取得する転写ベルト5の表面画像は、結像レンズによって拡大された拡大画像71として得ることができる。その後この拡大画像71について、CMOSセンサ34が階調検出を行い、これをイメージ画像72として取得する。転写ベルト5の表面は、キズや汚れによって凹凸が存在する。この凹凸は光を斜めから照射することによってその影が発生し、表面の画像パターンが容易に検出できる。
In FIG. 5, the surface image of the
また、転写ベルトの表面層に転写制御に影響を与えない範囲で予め凹凸をつけて構成すれば、読み取った表面画像パターンはより特徴づけられる。 Further, if the surface layer of the transfer belt is formed with irregularities in a range that does not affect the transfer control, the read surface image pattern is further characterized.
さらに、表面層が透明な材質で構成される転写ベルトにおいては、中間層に凹凸あるいは任意のパターンを予め構成しておけば、転写に影響を与えず特徴づけられた画像を検出できる。上記のイメージ画像72は、8×8ピクセル、1ピクセルが8ビット幅の分解能のCMOSセンサ34を用いて画像を読み込んだ場合が示されている。
Further, in a transfer belt composed of a transparent material for the surface layer, if an irregularity or an arbitrary pattern is formed in advance in the intermediate layer, a characterized image can be detected without affecting the transfer. The above-described
図6は、図1における画像センサユニット26の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the
図6において、画像センサユニット26は、8×8ピクセルの2つのCMOSセンサ34a,34b、コントロール回路93、A/Dコンバータ(A/D変換回路)94a,94b、フィルタ回路95a,95b、出力回路96、及びPLL回路97を備える。
In FIG. 6, an
コントロール回路93は、DSP50(不図示)から送信される各種信号を受信し、これらに基づきフィルタ定数などの制御パラメータを設定する。
The
具体的には、図7に示すように、DSP50から送信される/CS1信号及び/CS2信号の値がLであるとき、コントロール回路93は自身の制御モードを制御パラメータ転送モードに設定し、DSP50からのDATA信号を受信する。コントロール回路93は、上記DATA信号を受信すると、そのDATA信号に基づきLED33の点灯や消灯、及びゲイン調整等の制御を開始する。
Specifically, as shown in FIG. 7, when the values of the / CS1 signal and the / CS2 signal transmitted from the
フィルタ回路95は、コントロール回路93の制御に応じてCMOSセンサ34a,34bのゲインを決定する。これにより、転写ベルト5の材質、すなわち転写ベルト5の反射率に応じたゲイン調整をすることができ、後述する図9の画像比較処理を精度よく且つ確実に実現させることができる。このゲイン調整は、CMOSセンサ34a,34bにおける各検出エリアの画像の各ピクセルデータに対してある程度のコントラストが生じるようになるまで行われる。
The filter circuit 95 determines the gains of the
また、図7に示すように、DSP50から送信される/CS1信号及び/CS2信号の値がHであるとき、コントロール回路93は自身の制御モードを画像データ転送モードに設定し、DSP50からのDATA信号の受信を中断する。
As shown in FIG. 7, when the values of the / CS1 signal and the / CS2 signal transmitted from the
その後、コントロール回路93は、DSP50から送信されている1KHzの周期を有するクロック信号をPLL回路97を介して受信すると、これに基づいてトリガ信号CK1,CK2を生成し、夫々CMOSセンサ34a,34bに送信する。ここで生成されるトリガ信号CK1,CK2は、図7に示すように、CMOSセンサ34a,34bが電荷蓄積に必要な時間(T/2)おきに上記クロック信号に同期させない時間を交互に設けている。これにより、CMOSセンサ34a,34bは、一方が電荷蓄積をしている時間に、他方で生成したピクセルデータの転送を行うことができ、速やかに画像転送を行うことができる。
Thereafter, when the
CMOSセンサ34aは、拡大画像71(図5)として得られる表面画像の各ピクセルデータ(8×8ピクセル)を、トリガ信号CK1の受信タイミングで順にADC94a、フィルタ回路95aを介して出力回路96に送信する。このとき、フィルタ回路95aは、ゲイン調整の他、上記表面画像を例えば8ビット256階調データを16階調へ落とし、ノイズなどによる成分を除去したピクセルデータとするフィルタ処理を行う。
The
出力回路96は、上記ゲイン調整やフィルタ処理の行われた拡大画像71を構成するピクセルデータを受信する毎に、これに基づき生成中のデータ信号DATA1を更新する。
Each time the
同様の処理により、CMOSセンサ34bからの各ピクセルデータに基づき、出力回路96で生成中のデータ信号DATA2が更新される。
By similar processing, the data signal DATA2 being generated by the
一方、PLL回路97は、上記クロック信号をDSPから受信すると、これに応じて送信用同期クロック(TXC)を生成する。出力回路96は、上記データ信号DATA1,DATA2をこのTXC信号の受信タイミングでDSP50に送信する。
On the other hand, when receiving the clock signal from the DSP, the
以上の処理により、画像センサユニット26は、CMOSセンサ34aで読み込んだ表面画像のデータを、CMOSセンサ34bで読み込んだ表面画像のデータの送信タイミングに対してT/2ずらしてDSP50に送信する。すなわち、周期1/TでCMOSセンサ34a,34bの夫々で読み込んだ表面画像のデータがDSP50に送信される。
With the above processing, the
図8は、DSP50の概略的な構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the
図8において、DSP50は、画像センサユニット26と信号のやりとりを行うI/O制御部157a,157bと、発振器160の出力するクロックを2分周する分周器151とを備える。また、DSP50は、分周器151で2分周された信号に同期してI/O制御部157a,157bから送信される表面画像を交互にサンプリングして画像バッファ152に送信するセレクタ159とを備える。
8, the
また、DSP50は、画像バッファ152に送信された各ピクセルデータをリファレンス画像として順次保存する画像メモリ153と、後述する図9のサンプリング画像とリファレンス画像を基づき画像比較処理を行う画像比較処理部154とを備える。さらに、DSP50は、上記画像比較処理結果に基づき、転写ベルト5(転写材P)の移動速度を算出する速度演算処理部155と、ベルトモータ56の制御を行うモータ制御部156とを備える。また、DSP50は、画像センサユニット26におけるLED33の照明光量を制御する照明ロジック158とを備える。
Further, the
画像比較処理部154は、以下の方法で画像比較処理を行う。
The image
まず、CMOSセンサ34a,34bの夫々が読み込んだ最新の表面画像71a,71bを取得する。ここで、本実施の形態では、CMOSセンサ34aがCMOSセンサ34bよりT/2早いタイミングで表面画像の読み込みを行っているものとする。
First, the
次に、表面画像71aの右下の8×8ピクセルのエリアにある画像72aをサンプリング画像として抽出する。同様に、CMOSセンサ34bで取得した表面画像71bの右下の8×8ピクセルのエリアにある画像81をリファレンス画像として抽出する。
Next, an image 72a in the 8 × 8 pixel area at the lower right of the
その後、サンプリング画像とリファレンス画像の一致率が80%以上であるかを判断する。尚、本実施の形態では、80%を基準値として一致率の判断を行っているが、基準値の値はこれに限定されるものでないのはいうまでもない。 Thereafter, it is determined whether the matching rate between the sampled image and the reference image is 80% or more. In the present embodiment, the matching rate is determined using 80% as a reference value, but it goes without saying that the value of the reference value is not limited to this.
この判断の結果、サンプリング画像とリファレンス画像の一致率が80%未満であるときは、CMOSセンサ34bで取得した表面画像から画像81に対して矢印Xで示す転写材搬送方向に対して1ピクセルずらしたエリアにある画像82を抽出する。その後、リファレンス画像をこの抽出した画像82に更新し、上記一致率の判断を行う。
If the coincidence rate between the sampled image and the reference image is less than 80% as a result of this determination, the
すなわち、サンプリング画像とリファレンス画像の一致率が80%以上となるまで、図9に示すように、CMOSセンサ34bで取得した表面画像から1ピクセルずつずらしたエリアにある画像81〜88を順々に抽出し、これでリファレンス画像を更新する。その後、一致率が80%以上となったときのリファレンス画像が画像81に対して何ピクセルずらした画像であるかを検出し、その検出されたピクセル値を画像比較処理の結果として速度演算処理部155に送信する。
That is, until the coincidence rate between the sampled image and the reference image reaches 80% or more, as shown in FIG. 9,
また、速度演算処理部155は、以下の方法で転写ベルト5(転写材P)の移動速度を算出する。
The speed
まず、画像比較処理部154から送信されたピクセル値が「5」であり、また1ピクセルの大きさが10μmであるとき、時間T/2の間に転写ベルト5は50μm(=5×10μm)だけ移動したと算出する。さらに、上記周期1/Tが2KHzであるとき、転写ベルト5の移動速度は0.05mm×2KHz÷2=50mm/secであると算出する。
First, when the pixel value transmitted from the image
本画像比較処理を行うべく、まず、発振器160は、分周器151、画像バッファ152、及び画像メモリ153に発振器160自体が出力する周期1/Tのクロックの信号を送信する。また、分周器151からセレクタ159に上記発振器160の出力するクロックを2分周した周期2/Tのクロック信号を送信する。
In order to perform this image comparison process, the oscillator 160 first transmits a clock signal having a
次に、I/O制御部157aからセレクタ159にデータ信号DATA1を送信すると共に、I/O制御部157bからセレクタ159にデータ信号DATA2を送信する。
Next, the data signal DATA1 is transmitted from the I /
セレクタ159は、分周器151からの周期2/Tのクロック信号に同期させたタイミングで、I/O制御部157a,157bからのデータ信号を交互にサンプリングする。さらに、これでサンプリングされたCMOSセンサ34a,34bの一方が取得した表面画像を画像バッファ152に順次送信する。
The
画像バッファ152は、セレクタ159から上記表面画像を受信したタイミングにおいて発振器160から周期1/Tのクロック信号を受信したときは、その受信した表面画像を画像比較処理部154に送信する。一方、画像バッファ152は、セレクタ159から上記表面画像を受信したタイミングにおいて上記周期1/Tのクロック信号を受信しなかったときは、その受信した表面画像を画像メモリ153に送信する。
When the
画像メモリ153は、画像バッファ152から上記表面画像を受信したタイミングにおいて発振器160から周期1/Tのクロック信号を受信しなかったときは、その表面画像を保持する。一方、画像メモリ153は、画像バッファ152から上記表面画像を受信したタイミングにおいて上記周期1/Tのクロック信号を受信したときは、上記保持していた表面画像を画像比較処理部154に送信する。
When the
以上の処理により、周期1/Tのタイミングで画像比較処理部154は、最新のサンプリングにより得られた表面画像を画像バッファ152から受信すると共に、その直前のサンプリングにより得られた表面画像を画像メモリ153から受信する。
With the above processing, the image
画像比較処理部154は、画像バッファ152から受信した表面画像からサンプリング画像を抽出すると共に、画像メモリ153から受信した表面画像からリファレンス画像を抽出する。その後、上述した方法で、この抽出したサンプリング画像及びリファレンス画像の一致率を判断し、一致率が80%以上となったときのリファレンス画像が画像81に対して何ピクセルずらした画像であるかを検出する。
The image
また、速度演算処理部155は、フィルタ処理を施すフィルタ処理部155aを有する。これにより、上記算出された転写ベルト5の移動速度に含まれる検出ノイズや演算誤差を除去し、ベルトモータ56の制御を最適なものとすることができる。具体的には、検出ノイズ等によって上記算出された移動速度の値が急変した場合でも、ベルトモータ56のモータ速度を急変させることはなくして、画像の劣化を防止している。
The speed
DSP50において、照明ロジック158、分周器151、画像メモリ153、フィルタ演算部155aを含む速度演算処理部155、及びモータ速度制御部156は、プログラマブルに制御可能である。
In the
図10は、DSP50により実行される転写ベルト5の移動速度の制御処理の手順を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the control process of the moving speed of the
図10において、まず、値をLとする/CS1信号及び/CS2信号を画像センサユニット26に送信し、画像センサユニット26(コントロール回路93)の制御モードを制御パラメータ転送モードに設定する(ステップS130)。
In FIG. 10, first, the / CS1 signal and the / CS2 signal having a value of L are transmitted to the
次に、I/O制御部157a,157bでLED点灯指示のDATA信号DATA1,DATA2を画像センサユニット26に送信する(ステップS131)。この信号を受信すると、画像センサユニット26はLED33による転写ベルト5の表面へのLED光の照射を開始する。
Next, the I /
さらに、I/O制御部157a,157bでゲイン調整・フィルタ処理指示のDATA信号DATA1,DATA2を画像センサユニット26に送信する(ステップS132)。この信号を受信すると画像センサユニット26は、CMOSセンサ34a,34bで読み込まれる表面画像のゲイン調整及びフィルタ処理を行なう。
Further, the I /
その後、画像センサユニット26に送信する/CS1信号及び/CS2信号の値をLからHに切り替え、上記制御モードの設定を画像データ転送モードに切り替え(ステップS133)、処理回数nを1に設定する(ステップS134)。
Thereafter, the values of the / CS1 signal and the / CS2 signal transmitted to the
次に、0.5ms経過する毎に(ステップS135でYES)、発信器160で割り込み信号を発信する(ステップS136)。この割り込み信号、すなわち、周期2KHzのクロック信号は、分周器151,画像バッファ152、及び画像メモリ153に送信される。
Next, every time 0.5 ms elapses (YES in step S135), the transmitter 160 transmits an interrupt signal (step S136). This interrupt signal, that is, a clock signal having a cycle of 2 kHz is transmitted to the
分周器151は発信器160から周期2KHzのクロック信号を受信し(ステップS137)、これを2分周した割り込み信号を発信する(ステップS138)。この2分周した割り込み信号、すなわち、周期1KHzのクロック信号は、I/O制御部157a,157b、セレクタ159、及び外部の画像センサユニット26のPLL回路97に送信される。その後、画像センサユニット26は、CMOSセンサ34a,34bで転写ベルト5の表面画像を読み込んで、これを出力回路96に送信する。出力回路96は、分周器151から送信される周期1KHzのクロック信号に同期した送信用同期クロック(TXC)のタイミングでデータ信号DATA1,DATA2を夫々I/O制御部157a,157bに送信する。
The
その後、I/O制御部157a,157bがデータ信号DATA1,DATA2を受信すると(ステップS139)、これをセレクタ159に送信する。
Thereafter, when the I /
セレクタ159は、上記送信されたデータ信号DATA1,DATA2に基づき、分周器151から送信される周期1KHzのクロック信号に同期してCMOSセンサ34a.34bが読み込んだ表面画像を交互にサンプリングする(ステップS140)。その後、そのサンプリングされた表面画像を画像バッファ152に送信する。
Based on the transmitted data signals DATA1 and DATA2, the
画像バッファ152及び画像メモリ153は、セレクタで最新にサンプリングされた表面画像とその直前にサンプリングされた表面画像を発信器160から送信される周期2KHzのクロック信号に同期して画像処理部154に送信する(ステップS141)。
The
次に、画像比較処理部154は、上記最新及びその直前にサンプリングされた表面画像からサンプリング画像及びリファレンス画像を作成して図9の画像比較処理を行う(ステップS142)。この画像比較処理により得られたピクセル値は速度演算処理部155に送信される。
Next, the image
次に、速度演算処理部155は、上記送信されたピクセル値に基づき転写ベルト5の移動速度を算出する(ステップS143)。
Next, the speed
上記ステップS135〜S143までの処理は、nの値がmになるまで(ステップS15でNO)、nの値を1つインクリメントしながら(ステップS144)、繰り返される。 The processes from step S135 to step S143 are repeated while incrementing the value of n by one (step S144) until the value of n becomes m (NO in step S15).
その後、nの値がmになると(ステップS145でYES)、速度演算処理部155は算出された移動速度の平均化処理を行う(ステップS146)。その平均処理の結果が現在の転写ベルト5の移動速度として画像メモリ153に記憶される(ステップS147)。
Thereafter, when the value of n becomes m (YES in step S145), the speed
ステップS147の処理が終了すると、画像センサユニット26に送信する/CS1信号及び/CS2信号の値をHからLに再度切り替え、上記制御モードを制御パラメータ転送モードに再設定する(ステップS148)。
When the process of step S147 is completed, the values of the / CS1 signal and the / CS2 signal transmitted to the
次に、I/O制御部157a,157bでLED消灯指示のDATA信号DATA1,DATA2を画像センサユニット26に送信する(ステップS149)。この信号を受信すると、画像センサユニット26はLED33による転写ベルト5の表面へのLED光の照射を終了する。
Next, the I /
また、速度演算処理部155は、ステップS146で画像メモリ153に記憶された現在の転写ベルト5の移動速度に基づき転写ベルト5の目標速度を設定し、これをモータ速度制御部156に送信する(ステップS150)。ここで設定される目標速度は、転写ベルト5(転写材P)の実際の速度が予め設定されている速度とすべく制御されるベルトモータ56のモータ回転速度である。
The speed
モータ速度制御部156は、上記目標速度に基づき、ベルトモータ56のサーボ制御を行って(ステップS151)、本処理を終了する。
The motor
図10の処理によれば、まず、画像データ転送モードにおいて、IO制御部157a,157bが画像センサユニット26からデータ信号DATA1,DATA2を受信する(ステップS139)。セレクタ159は、この受信したデータ信号DATA1,DATA2からCMOSセンサ34a,34bからの表面画像を1KHzの周期でサンプリングする(ステップS140)。その後、2KHzの周期で画像バッファ152及び画像メモリ153から最新にサンプリングされた表面画像及びその直前にサンプリングされた表面画像が画像比較処理部154に送信される(ステップS141)。画像比較処理部154は送信された2つの表面画像に基づき画像比較処理を行い(ステップS142)、この画像比較処理結果に基づき、速度演算処理部155が転写ベルト5の移動速度を算出する(ステップS143)。これにより、画像センサユニット26による色ズレの補正をサンプリングレートのスペックに依存することなく高精度に行うことができる。
According to the processing of FIG. 10, first, in the image data transfer mode, the
図11は、図10のステップS151のモータ・サーボ制御処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of the motor / servo control process in step S151 of FIG.
図11において、まず、モータ速度制御部156はベルトモータ56に対し、モータ起動信号611(図3)を送信する(ステップS200)。その後、ベルトモータ56の状態を示すフラグをNOT−READYにセットして(ステップS201)、ベルトモータ56に設置された速度検知用MRセンサ610から送信される速度検知信号613のパルスを検出したか否かを判別する(ステップS202)。この判別の結果、パルス検出がされたなかったときは、PWMのオンデューティを80%にセットして(ステップS205)、PWMパルスを出力して(ステップS211)、本処理を終了する。
11, first, the motor
ステップS202の判別の結果、パルスが検出されたときは、上記速度検知信号613に基づき、ベルトモータ56のモータ回転速度を演算する(ステップS203)。ここで、例えばモータ1回転に30パルスの速度信号が出力されており、且つパルスの間隔がtsecのとき、ベルトモータ56のモータ回転速度ωは、ω=2π/30/t(rad/sec)と演算される。
If the pulse is detected as a result of the determination in step S202, the motor rotation speed of the
次に、モータ回転速度ωが図10のステップS150で設定された目標速度の50%以上か否かを判定する(ステップS204)。この結果、50%未満であるときは、PWMのオンデューティを80%にセットして(ステップS205)、PWMパルスを出力して(ステップS211)、本処理を終了する。 Next, it is determined whether or not the motor rotation speed ω is 50% or more of the target speed set in step S150 of FIG. 10 (step S204). If the result is less than 50%, the PWM on-duty is set to 80% (step S205), a PWM pulse is output (step S211), and the process is terminated.
一方、ステップS204の判別の結果、50%以上であるときは、モータ回転速度ωが目標速度の±5%以内か否かを判定する(ステップS206)。この結果、±5%以内であるときは、ベルトモータ56の状態を示すフラグをREADYに設定する(ステップS207)。
On the other hand, if the result of determination in step S204 is 50% or more, it is determined whether or not the motor rotation speed ω is within ± 5% of the target speed (step S206). If the result is within ± 5%, a flag indicating the state of the
次に、目標速度とモータ回転速度ωとの差を演算し(ステップS208)、PI演算(制御)し(ステップS209)、その制御後のPWMパルス幅を算出し(ステップS210)、PWMパルスを出力して(ステップS211)、本処理を終了する。 Next, the difference between the target speed and the motor rotation speed ω is calculated (step S208), PI calculation (control) is performed (step S209), the PWM pulse width after the control is calculated (step S210), and the PWM pulse is calculated. This is output (step S211), and this process ends.
本処理によれば、図3に示したDCモータユニット601の回路にて、PWMパルスに応じたベルトモータ56の電力が制御され、ベルトモータ56は目標速度に対し、常に追従するようにサーボ制御が行われる。
According to this processing, the power of the
また、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。 Another object of the present invention is to supply a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and the computer of the system or apparatus (or CPU, MPU, or the like). Is also achieved by reading and executing the program code stored in the storage medium.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。 In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code and the storage medium storing the program code constitute the present invention. .
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。 Examples of the storage medium for supplying the program code include a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a CD-RW, a DVD-ROM, a DVD-RAM, and a DVD. An optical disc such as RW or DVD + RW, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used. Alternatively, the program code may be downloaded via a network.
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。 Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code Includes a case where the functions of the above-described embodiments are realized by performing part or all of the actual processing.
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。 Furthermore, after the program code read from the storage medium is written to a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the expanded function is based on the instruction of the program code. This includes a case where a CPU or the like provided on the expansion board or the expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
100 画像形成装置
5 転写体ベルト
26 画像センサユニット
34a,34b CMOSセンサ
50 DSP
56 ベルトモータ
159 セレクタ
154 画像比較処理部
155 速度演算処理部
156 モータ速度制御部
100
56
Claims (6)
前記ベルトを移動させるベルト移動手段と、
前記ベルト移動手段により移動させられる前記ベルトを照明する照明手段と、
前記照明手段により照明された領域の前記ベルトの表面画像を読み取る第1の画像読み取り手段と、
前記第1の画像読み取り手段とは別に設けられ、前記照明手段により照明された領域の前記ベルトの表面画像を読み取る第2の画像読み取り手段と、
前記第1の画像読み取り手段により読み取られた表面画像を送信させるための第1の信号と、前記第2の画像読み取り手段により読み取られた表面画像を送信させるための第2の信号とを、前記第1の画像読み取り手段及び前記第2の画像読み取り手段のそれぞれに交互に送信する送信手段と、
前記第1の画像読み取り手段から送信された表面画像と、前記第2の画像読み取り手段から送信された表面画像とを、所定タイミングずらして出力する出力手段と、
前記出力手段により出力された最新の表面画像と、前記最新の表面画像の直前に前記出力手段により出力された表面画像の画像比較処理を行う画像比較処理手段と、
前記画像比較処理の結果に基づき前記ベルトの移動速度を検出し、当該検出された前記ベルトの移動速度に基づき前記ベルトの目標移動速度を設定する速度検出・設定手段と、
前記速度検出・設定手段により設定された前記ベルトの目標移動速度に基づき前記ベルト移動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for transferring an image formed on an image carrier via a belt to a recording material,
Belt moving means for moving the belt;
Illuminating means for illuminating the belt moved by the belt moving means ;
First image reading means for reading a surface image of the belt in an area illuminated by the illumination means ;
A second image reading unit that is provided separately from the first image reading unit and that reads a surface image of the belt in an area illuminated by the illumination unit;
A first signal for transmitting the surface image read by the first image reading means, and a second signal for transmitting the surface image read by the second image reading means, Transmitting means for alternately transmitting to each of the first image reading means and the second image reading means;
Output means for outputting the surface image transmitted from the first image reading means and the surface image transmitted from the second image reading means with a predetermined timing shift;
The latest and the surface image, the image comparison processing means for performing image comparison processing of the output surface image by the output means immediately before the latest surface image output by said output means,
Speed detecting / setting means for detecting a moving speed of the belt based on the result of the image comparison processing, and setting a target moving speed of the belt based on the detected moving speed of the belt;
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the belt moving unit based on a target moving speed of the belt set by the speed detection / setting unit.
前記ベルトをベルト移動手段により移動させるベルト移動ステップと、
前記ベルト移動ステップにおいて移動させられる前記ベルトを照明する照明ステップと、
前記照明ステップにおいて照明された領域の前記ベルトの表面画像を第1の読み取り手段で読み取る第1の画像読み取りステップと、
前記第1の画像読み取りステップとは別に、前記照明ステップにおいて照明された領域の前記ベルトの表面画像を第2の読み取り手段で読み取る第2の画像読み取りステップと、
前記第1の画像読み取りステップにおいて読み取られた表面画像を送信させるための第1の信号と、前記第2の画像読み取りステップにおいて読み取られた表面画像を送信させるための第2の信号とを、前記第1の画像読み取り手段及び前記第2の画像読み取り手段のそれぞれに交互に送信する送信ステップと、
前記第1の画像読み取りステップにおいて送信された表面画像と、前記第2の画像読み取りステップにおいて送信された表面画像とを、所定タイミングずらして出力する出力ステップと、
前記出力ステップにおいて出力された最新の表面画像と、前記最新の表面画像の直前に前記出力ステップにおいて出力された表面画像の画像比較処理を行う画像比較処理ステップと、
前記画像比較処理の結果に基づき前記ベルトの移動速度を検出する速度検出ステップと、
前記速度検出ステップにおいて検出された前記ベルトの移動速度に基づき前記ベルトの目標移動速度を設定する速度設定ステップと、
前記速度設定ステップにおいて設定された前記ベルトの目標移動速度に基づき前記ベルト移動手段を制御する制御ステップとを有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 In a control method of an image forming apparatus for transferring an image formed on an image carrier onto a recording material via a belt,
A belt moving step of moving the belt by belt moving means;
An illumination step of illuminating the belt moved in the belt moving step ;
A first image reading step of reading a surface image of the belt in the illuminated area by the first reading means in the illumination step;
Separately from the first image reading step, a second image reading step of reading a surface image of the belt in an area illuminated in the illumination step by a second reading unit;
A first signal for transmitting the surface image read in the first image reading step and a second signal for transmitting the surface image read in the second image reading step; A transmission step of alternately transmitting to each of the first image reading means and the second image reading means;
An output step of outputting the surface image transmitted in the first image reading step and the surface image transmitted in the second image reading step with a predetermined timing shift;
The latest and the surface image, the image comparison processing step of performing image comparison processing of the output surface image in the output step immediately before the latest surface image output in said output step,
A speed detecting step for detecting a moving speed of the belt based on a result of the image comparison process;
A speed setting step for setting a target moving speed of the belt based on the moving speed of the belt detected in the speed detecting step;
And a control step of controlling the belt moving means based on the target moving speed of the belt set in the speed setting step.
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